TRANSPORT KEDALAM DAN KELUAR SEL

Membran sel bertindak sebagai hambatan bagi sebagian besar molekul, tapi tidak semua molekul. Pengembangan membran sel yang dapat memungkinkan beberapa bahan untuk lolos sementara membatasi pergerakan molekul lainnya merupakan langkah besar dalam evolusi sel. Membran sel yang berbeda-beda (atau semi-) hambatan permeabel memisahkan lingkungan selular bagian dalam dari sel luar (atau eksternal) lingkungan.

Potensi air adalah kecenderungan air untuk bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke salah satu konsentrasi yang lebih rendah. Energi ada dalam dua bentuk: potensial dan kinetik. Molekul air bergerak sesuai dengan perbedaan energi potensial antara di mana mereka berada dan di mana mereka akan pergi. Gravitasi dan tekanan dua kekuatan yang memungkinkan untuk gerakan ini. Kekuatan ini juga beroperasi dalam siklus (air) hidrologi. Ingat dalam siklus hidrologi bahwa air berlari menuruni bukit (juga jatuh dari langit, untuk masuk ke langit harus bertindak oleh matahari dan menguap, sehingga membutuhkan masukan energi untuk siklus). Difusi adalah gerakan bersih suatu zat (cair atau gas) dari daerah konsentrasi tinggi ke salah satu konsentrasi yang lebih rendah. Anda berada di lift (10 kaki x 10 kaki x10 kaki) besar. Seorang individu menjengkelkan dengan cerutu yang menyala mendapatkan di di lantai tiga dengan cerutu masih menyala. Anda juga cukup beruntung berada dalam bangunan yang sangat tinggi dan orang tersebut mengatakan "Hei kita berdua akan ke lantai 62!" Tidak menyukai asap Anda pindah ke sudut terjauh mungkin. Akhirnya Anda tidak dapat melarikan diri asap! Contoh difusi dalam tindakan. Lebih dekat sumber konsentrasi yang meningkat zat tertentu. Anda mungkin mengalami hal ini di kelas ketika seseorang tiba segar disiram dalam parfum atau cologne, terutama barang murah.

Karena molekul-molekul zat (padat, cair, atau gas) berada dalam gerakan ketika zat yang berada di atas mutlak nol (0 derajat Kelvin atau -273 derajat C), energi yang tersedia untuk pergerakan molekul dari keadaan potensial yang lebih tinggi ke negara potensial yang lebih rendah, seperti dalam kasus air dibahas di atas. Sebagian besar molekul bergerak dari yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah, meskipun akan ada beberapa langkah yang dari rendah ke tinggi. Gerakan (atau bersih) secara keseluruhan dengan demikian dari tinggi ke konsentrasi rendah. Akhirnya, jika tidak ada energi masuk ke dalam sistem molekul akan mencapai keadaan imbang di mana mereka akan didistribusikan secara merata di seluruh sistem.

sel dan difusi

Air, karbon dioksida, dan oksigen adalah salah satu molekul sederhana yang bisa melintasi membran sel dengan difusi (atau jenis difusi dikenal sebagai osmosis). Difusi adalah salah satu prinsip metode gerakan zat dalam sel, serta metode untuk molekul kecil penting untuk menyeberangi membran sel. Pertukaran gas di insang dan paru-paru beroperasi dengan proses ini. Karbon dioksida dihasilkan oleh semua sel sebagai akibat dari proses metabolisme seluler. Karena sumbernya adalah di dalam sel, gradien konsentrasi terus-menerus diisi ulang / kembali meningkat, sehingga aliran bersih dari CO2 keluar dari sel. Proses metabolisme pada hewan dan tanaman biasanya membutuhkan oksigen, yang dalam konsentrasi rendah di dalam sel, sehingga aliran bersih oksigen ke dalam sel.

Osmosis adalah difusi air melintasi membran semipermeabel (atau diferensial permeabel atau selektif permeabel). Membran sel, bersama dengan hal-hal seperti tabung dialisis dan selulosa asetat casing sosis, adalah seperti membran. Kehadiran zat terlarut menurun potensi air suatu zat. Dengan demikian, ada lebih banyak air per satuan volume dalam segelas air tawar daripada ada di volume setara air laut. Dalam sel, yang memiliki begitu banyak organel dan molekul besar lainnya, aliran air pada umumnya ke dalam sel. Larutan hipertonik adalah mereka di mana zat terlarut lebih (dan karenanya potensi air lebih rendah) hadir. Solusi hipotonik adalah mereka dengan zat terlarut kurang (lagi dibaca sebagai potensial air lebih tinggi). Solusi isotonik memiliki sama (iso-) konsentrasi zat. Potensi air dengan demikian sama, meskipun masih akan ada jumlah yang sama dari pergerakan air masuk dan keluar dari sel, aliran bersih adalah nol. Salah satu fungsi utama darah pada hewan adalah mempertahankan lingkungan internal isotonik. Ini menghilangkan masalah yang terkait dengan kehilangan air atau keuntungan kelebihan air dalam atau di luar sel. Sekali lagi kita kembali ke homeostasis. Paramecium dan organisme bersel tunggal air tawar mengalami kesulitan karena mereka biasanya relatif hipertonik lingkungan luar mereka. Dengan demikian air akan cenderung mengalir melintasi membran sel, pembengkakan sel dan akhirnya meledak itu. Tidak baik untuk sel apapun! Vakuola kontraktil adalah respon Paramecium untuk masalah ini. Pemompaan air keluar dari sel dengan metode ini membutuhkan energi karena air bergerak melawan gradien konsentrasi. Sejak ciliates (dan protozoa air tawar banyak) adalah hipotonik, pembuangan air melintasi membran sel melalui osmosis adalah masalah yang signifikan. Salah satu mekanisme umum digunakan adalah vakuola kontraktil. Air yang dikumpulkan ke dalam cincin sentral vakuola dan secara aktif diangkut dari sel.
Protein transpor yang terintegrasi ke dalam membran sel sering sangat selektif tentang bahan kimia yang mereka memungkinkan untuk menyeberang. Beberapa protein dapat memindahkan bahan melewati membran hanya jika dibantu oleh gradien konsentrasi, jenis pembawa bantuan transportasi yang dikenal sebagai difusi difasilitasi. Kedua difusi dan difusi difasilitasi didorong oleh perbedaan energi potensial gradien konsentrasi. Glukosa memasuki sel yang paling oleh difusi difasilitasi. Tampaknya ada sejumlah membatasi glukosa-transportasi protein. Rincian cepat glukosa dalam sel (proses yang dikenal sebagai glikolisis) mempertahankan gradien konsentrasi. Ketika konsentrasi eksternal meningkat glukosa, bagaimanapun, transpor glukosa tidak melebihi tingkat tertentu, menunjukkan keterbatasan pada transportasi.

Dalam kasus transpor aktif, protein yang harus bergerak melawan gradien konsentrasi. Misalnya natrium-kalium pompa dalam sel saraf. Na + dijaga pada konsentrasi rendah di dalam sel dan K + adalah pada konsentrasi yang lebih tinggi. Sebaliknya adalah kasus di luar sel. Ketika pesan saraf disebarkan, ion melintasi membran, sehingga mengirim pesan. Setelah pesan telah berlalu, ion harus aktif diangkut kembali ke mereka "posisi awal" melintasi membran. Hal ini analog dengan menyiapkan 100 domino dan kemudian terbalik yang pertama. Untuk mengatur ulang mereka, Anda harus memilih masing-masing sampai, sekali lagi dengan biaya energi. Sampai dengan sepertiga dari ATP digunakan oleh binatang istirahat digunakan untuk me-reset pompa Na-K.